Misión cumplida: unos científicos rellenan las lagunas y completan el mapa del genoma humano

JUEVES, 31 de marzo de 2022 (HealthDay News) -- El Proyecto del Genoma Humano produjo el mapa más completo de la genética humano que jamás se había creado en 2003, pero ese mapa dejó muchos territorios inexplorados.

No contenía alrededor de un 8 por ciento del genoma humano, que representaba regiones esenciales y grandes lagunas que han permanecido ocultas de los científicos.

Ahora, un ambicioso equipo de investigadores ha rellenado esos espacios vacíos, creando la primera secuencia del genoma humano que está completa del todo y sin lagunas.

El Consorcio Telómero a Telómero (Telomere-to-Telomere [T2T] Consortium), un equipo de unos 100 científicos de todo Estados Unidos, anunció el jueves que puso a disposición pública un conjunto realmente completo de instrucciones genéticas para el cuerpo humano.

"Hablando de perfeccionistas. Estos científicos vieron este rompecabezas tan importante, al que le faltaban algunas piezas, y decidieron aprovechar todos los avances tecnológicos de las dos últimas décadas, con una pizca de creatividad y ciencia informática de punta, así como un poco de esfuerzo intelectual, para completar la imagen", comentó en una conferencia de prensa en que se anunció el logro el Dr. Eric Green, director del Instituto Nacional de Investigación en el Genoma Humano (NHGRI).

"Esta secuencia completa conforma ahora un hilo ininterrumpido que no solo conecta al trabajo anterior del Proyecto del Genoma Humano, sino que también apunta a futuras posibilidades", señaló Green.

Se prevé que el nuevo genoma de referencia, llamado T2T-CHM13, sirva como la piedra Rosetta para la genética humana, y ayude a las personas a comprender mejor las formas en que la genética guía a la salud, el desarrollo y la evolución.

"Si se imagina un mapa del mundo, un 8 por ciento es más o menos del tamaño de África. Todo un continente, por así decirlo, que faltaba", observó Michael Schatz, miembro del Consorcio T2T y profesor de ciencias informáticas y biología de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore.

Estos territorios que no se habían explorado del genoma humano contienen unas secciones desordenadas en que las mismas letras de ADN se repiten una y otra vez. Como las regiones parecían un sinsentido, los científicos las descartaron en gran medida, pensando que eran basura.

Pero no es así, dijo Evan Eichler, un profesor de ciencias genómicas de la Universidad de Washington, en Seattle, que trabajó tanto en el Consorcio T2T como en el Proyecto del Genoma Humano original.

"Resulta que estos genes tienen una importancia increíble para la adaptación", dijo Eichler durante la conferencia del jueves. "Contienen genes de la respuesta inmunitaria que nos ayudan a adaptarnos y a sobrevivir a las infecciones y a las pestes y a los virus. Contienen genes que son importantes en términos de ayudarnos a desintoxicar a los agentes, y son muy importantes en términos de predecir las respuestas a los fármacos".

Y lo más interesante, afirmó, es que portan unos genes que nos hacen únicos como humanos.

"Más o menos la mitad de los genes que se piensa que hacen que nuestros cerebros sean más grandes en comparación con los de otros simios vienen específicamente de estas regiones, que estuvieron ausentes en el Proyecto del Genoma Humano original", aclaró Eichler.

Las secciones faltantes del genoma proveen pistas sobre por qué se desarrollan los cánceres, porque están relacionados con partes del cromosoma implicadas en la integridad celular y la división celular, señaló Karen Miga, directora asociada del Instituto de Genómica UCSC de la Universidad de California en Santa Cruz.

También ayudarán a los investigadores a comprender mejor a trastornos como el síndrome de Down y la distrofia muscular, e incluso problemas comunes como la pérdida auditiva y el debilitamiento del sistema inmunitario, aseguró Schatz.

El esfuerzo del Consorcio T2T de reunir un genoma humano completo fue posible gracias a unos avances en la secuenciación genética que no estaban disponibles en el momento en que se llevó a cabo el Proyecto del Genoma Humano, un esfuerzo que conllevó 13 años y 3 mil millones de dólares para completarse.

En comparación, el esfuerzo conjunto T2T costó solo unos pocos millones de dólares, repartidos entre varios socios, y se tardó alrededor de tres años para completarlo, observó Adam Phillippy, director de la Sección de Informática del Genoma del Instituto Nacional de Investigación sobre el Genoma Humano. El NHGRI fue la principal fuente de financiación del estudio.

"Durante el proceso averiguamos tantas cosas que, si tuviéramos que repetirlo ahora, quizá costaría unas cuantas decenas de miles de dólares", dijo Phillippy. "Con algo de suerte, en otros 10 años será menos de mil dólares, un gran cambio exponencial en el costo".

La combinación de una secuenciación completa del genoma con un costo bajo abre de par en par la puerta para la medicina con base genética, que ahora apenas está abierta, planteó Green.

"Creemos que, algún día, los médicos usarán las secuencias genómicas para personalizar la atención médica de sus pacientes", aseguró. "Este logro es un primer paso hacia tener una visión completa del plano del paciente, en lugar de solo un 92 por ciento.

El médico podría tener una copia completa de su genoma personal y usarla para tratar de prevenir las enfermedades para las que tiene un riesgo específico, planteó Green.

El Consorcio T2T presentó sus hallazgos el 31 de marzo en seis artículos que publicó en la revista Science. El genoma que produjo también está accesible en línea.

Un genoma humano contiene más de 6 mil millones de letras individuales de ADN, organizadas y contenidas dentro de 23 pares de cromosomas.

"Un genoma es el libro de instrucciones completo de cualquier especie", dijo Eichler. "Cada especie tiene su propio genoma. Es el conjunto completo de planos genéticos que, en esencia, le dice a las células cuándo y cómo en realidad crear a una especie individual".

Lo que los investigadores tenían en 2004 era básicamente un libro al que le faltaban capítulos enteros, afirmó.

"Para pensar en cómo se pasa de una célula a un organismo completo, se necesita el libro de instrucciones completo", enfatizó Eichler. "A lo largo de los años, hemos estado añadiendo piezas a ese libro, rellenando una página por aquí y quizá dos páginas por allá, poniendo en orden algo de texto que quizá un editor no organizó del todo bien".

¿Y ahora qué?

"Esta vez [pudimos] leer de forma ininterrumpida del libro casi sin errores, así que podemos ir de la primera página hasta el último capítulo del libro, y todas esas piezas importante que faltaban ahora están ahí", concluyó Eichler.

El T2T-CHM13 complementará al genoma humano estándar de referencia, que fue producido por el Proyecto del Genoma Humano. Se conoce como genoma de referencia humano 38 (GRCh38), y se ha actualizado de forma continua desde la publicación de su primera versión en 2000.

Los miembros del Consorcio T2T enfatizaron el jueves que se trata de un solo genoma humano. Aunque amplía nuestro conocimiento de la genética en gran medida, no logra capturar toda la diversidad de la humanidad.

El próximo paso implica al Consorcio de Referencia del Pangenoma Humano (Human Pangenome Reference Consortium), que busca desarrollar unas secuencias genómicas completas de 350 personas distintas y diversas.

"La clave es crear una colección que sea más incluyente, más diversa, más representativa de la diversidad global. Lo que en realidad nos gustaría hacer desde una perspectiva tecnológica es permitir que, de ahora en adelante, todos los genomas se realicen con el mismo nivel de precisión y compleción que logramos aquí", propuso Phillippy.

"El primero siempre es el más difícil, pero de verdad abre las puertas a los que siguen", añadió.

Más información

El Instituto Nacional de Investigación en el Genoma Humano ofrece más información sobre la genómica.

Artículo por HealthDay, traducido por HolaDoctor.com

FUENTES: Michael Schatz, PhD, professor, computer science and biology, Johns Hopkins University, Baltimore; Evan Eichler, PhD, professor, genome sciences, University of Washington, Seattle; Karen Miga, PhD, associate director, UCSC Genomics Institute, University of California, Santa Cruz; Adam Phillippy, PhD, head, Genome Informatics Section, National Human Genome Research Institute, Bethesda, Md.; Eric Green, MD, PhD, director, National Human Genome Research Institute, Bethesda, Md.; Science, March 31, 2022